发光装置与发光二极管电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明是有关于一种发光装置，且特别是有关于具有可适应驱动电压的多个发光 模块的发光装置。
【背景技术】
[0002] 近来，发光二极管化i曲t血itting Diode, LED)广泛地被应用在各种照明装置 中，例如家用照明、车头灯、手电筒、显示面板的背光源等等。
[0003] 于目前常见的技术中，采用L邸作为发光元件的照明装置无法有效地在不同的驱 动电压下维持所有L邸件同时点亮，造成L邸的有效利用率降低。此外，目前现有的照明装 置亦无法有效地在不同的驱动电压下达成定功率的驱动LED。
[0004] 因此，如何能改善照明装置中能够在大范围的驱动电压下维持所有LED同时点 亮，并可达到定功率的驱动方式，实属当前重要研发课题之一，亦成为当前相关领域亟需改 进的目标。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述的问题，本发明的一方面提供了一种发光装置。发光装置包含整流 电路、M个发光模块与控制模块。整流电路具有正输出端W及负输出端，并用W根据输入电 源而正输出端与负输出端之间产生驱动电压。M个发光模块禪接于正输出端与负输出端之 间。M个发光模块中每一者具有一导通电压，并包含发光单元，且发光单元包含至少一发光 二极管。控制模块禪接于整流电路与M个发光模块之间。控制模块用W侦测驱动电压，并 根据驱动电压与导通电压控制M个发光模块动态地形成S串互相并联的发光二极管串。S 串发光二极管串中每一者的发光单元的个数为N，且SXN = M，其中M、S与N皆为正整数。
[0006] 本发明的另一方面提供了一种发光二极管电路。发光二极管电路包含M个串接的 发光模块禪接于整流电路的正输出端与负输出端之间，M个发光模块每一者包含发光单元， 且发光单元包含第一端与第二端。M个发光模块中的一第n个发光模块还包含第一整流二 极管、第一开关与第二开关。第一整流二极管的阴极禪接于第n个发光模块中的发光单元 的第一端。第一开关禪接于正输出端与第一整流二极管的阴极之间，并用W根据多个第一 控制信号中的第n者选择性地导通。第二开关禪接于负输出端与第n个发光模块中的发光 单元的第二端之间，并用W根据多个第二控制信号中的第n者选择性地导通。其中，n为大 于1并小于M的一正整数。
[0007] 本发明的又一方面提供一种发光装置。发光装置包含整流电路、控制模块、M个发 光模块与二极管矩阵。整流电路具有正输出端W及负输出端，并用W根据一输入电源而于 正输出端与负输出端之间产生驱动电压。控制模块禪接于正输出端与负输出端之间。M个 发光模块中每一者具有一导通电压，并包含发光单元，且发光单元包含至少一发光二极管。 二极管矩阵包含多个二极管，多个二极管禪接于控制模块与M个发光模块之间。控制模块 用W侦测驱动电压，并根据驱动电压与该导通电压导通所述二极管中至少一者，W控制M 个发光模块动态地形成S串互相并联的发光二极管串。其中，S串发光二极管串中每一者 的发光单元的个数为N，SXN = M，且M、S与N皆为正整数。
[0008] 综上所述，本发明所掲示的发光装置、其内部发光模块的电路及其控制方法可适 用于宽范围的驱动电压环境，并在让发光装置内部的所有二极管在不同的驱动电压下动态 调整其连接组态而达到同时点亮的操作。进一步地，本发明所提供的电路解决方案可W广 泛应用于W线性驱动发光二极管的调光电路。
【附图说明】
[0009] 为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附附图的说 明如下：
[0010] 图1为根据本发明的一实施例所绘示的一种发光装置的示意图；
[0011] 图2为根据本发明的一实施例所绘示的如图1中所示的发光模块的电路示意图；
[0012] 图3A为根据本发明的一实施例所绘示的六个串接的发光模块的示意图；
[0013] 图3B为根据本发明的一实施例所绘示的图3A的发光模块的一导通状态图；
[0014] 图3C为根据本发明的另一实施例所绘示的图3A的发光模块的导通状态图；
[0015] 图4A为根据本发明的又一实施例所绘示的六个串接的发光模块的示意图；
[0016] 图4B根据本发明的一实施例所绘示的图4A的发光模块的一导通状态图；
[0017] 图4C为根据本发明的另一实施例所绘示的图4A的发光模块的导通状态图；
[0018] 图5为根据本发明的一实施例所绘示的一种控制方法的流程图；
[0019] 图6为根据本发明的一实施例所绘示的驱动电压Vd的波形图；
[0020] 图7为根据本发明的一应用于十二个发光模块的各开关状态的第二查找表；
[0021] 图8为根据本发明的一应用于十二个发光模块的各开关状态的第=查找表； [002引图9A为根据本发明的一些实施例所绘示的一种发光装置；W及
[0023] 图9B为根据本发明的一些实施例所绘示图9A中的驱动单元、二极管矩阵W及发 光模块的连接示意图。
【具体实施方式】
[0024] 下文是举实施例配合所附附图作详细说明，但所提供的实施例并非用W限制本发 明所涵盖的范围，而结构操作的描述非用W限制其执行的顺序，任何由元件重新组合的结 构，所产生具有均等功效的装置，皆为本发明所涵盖的范围。此外，附图仅W说明为目的，并 未依照原尺寸作图。为使便于理解，下述说明中相同元件将W相同的符号标示来说明。
[0025] 关于本文中所使用的"第一"、"第二"、…等，并非特别指称次序或顺位的意思，亦 非用W限定本发明，其仅仅是为了区别W相同技术用语描述的元件或操作而已。
[0026] 关于本文中所使用的"约"、"大约"或"大致"一般通常是指数值的误差或范围约 百分之二十W内，较好地是约百分之十W内，而更佳地则是约百分之五W内。文中若无明确 说明，其所提及的数值皆视作为近似值，即如"约"、"大约"或"大致"所表示的误差或范围。
[0027] 另外，关于本文中所使用的"禪接"或"连接"，均可指二或多个元件相互直接作实 体或电性接触，或是相互间接作实体或电性接触，亦可指二或多个元件相互操作或动作。
[0028] 请参照图1，图1为根据本发明的一实施例所绘示的一种发光装置的示意图。如图 I所示，发光装置100包含整流电路120、多个发光模块140与控制模块160。
[0029] 如图1所示，整流电路120具有正输出端0+与负输出端0-。整流电路120用W接 收输入电源Viw(例如为市电），W根据输入电源Vw而于其正输出端0+与负输出端0-之间 产生驱动电压Vd。于各个实施例中，整流电路120可为各种类型的半波或全波整流电路，例 如为桥式整流电路等。上述仅为例示，本发明并不W此为限，其他各种类型的驱动方式亦可 实施于发光装置100中。
[0030] 多个发光模块140相互串接而形成发光二极管电路，并禪接于正输出端0+与负输 出端0-之间。发光模块140包含发光单元（如后图2所示的发光单元142 [n])，且发光单 元可经由驱动电压Vd所驱动而发光，且每个发光单元可包含至少一发光二极管。
[0031] 控制模块160禪接于整流电路120与多个发光模块140之间。于各个实施例中，控 制模块160可为数字信号处理器、数字控制器或相关的组合逻辑电路等等，但不W此为限。
[0032] 详细而言，控制模块160禪接至正输出端0+与负输出端0-，W侦测驱动电压V。， 并根据驱动电压Vd产生多个控制信号VC+与多个控制信号VC-。于各个实施例中，控制信 号VC+与控制信号VC-可为具有高逻辑值或低逻辑值的数字信号。多个发光模块140可根 据上述的多个控制信号VC+与多个控制信号VC-而动态地切换多个发光模块140之间的连 接组态，进而形成多串互相并联的发光二极管串（未绘示）。通过上述设置，多个发光模块 140可在不同的驱动电压Vd下保持同时发光。例如，发光装置100包含M个发光模块140。 M个发光模块140可根据多个控制信号VC+与多个控制信号VC-而形成S串互相并联的发 光二极管串，且每一串发光二极管中的发光单元的个数为N，其中SXN = M，且M、S与N皆 为正整数。相关详细操作将于后一并说明。
[0033] 请参照图2,图2为根据本发明的一实施例所绘示的如图1中所示的发光模块的电 路示意图。为方便说明，W图1中M个发光模块140中的第n个发光模块140为例进行说 明，其中n为一大于1且小于M的正整数。如图2所示，第n个发光模块140包含整流二极 管D[n]、开关S[nJ、开关S[n] W及发光单元142[n]。其中，发光单元142[n]可经由开关 S[nJ连接至正输出端0+，且发光单元142[n]可经由开关S[n]连接至负输出端0-。
[0034] 发光单元142[n]具有一第一端Nl与一第二端N2。整流二极管D[n]的阴极禪接 于发光单元142[n]的第一端NI,且整流二极管D[n]的阳极禪接于第（n-1)个发光模块140 中的发光单元142[n-l]的第二端N2(未绘示）。开关S[nJ的第一端禪接于正输出端0+， 开关S[nJ的第二端禪接于整流二极管D[n]的阴极W及发光单元142[n]的第一端NI,且 开关S [nj的控制端用W接收对应的控制信号VC+。开关S [n]的第一端禪接于发光单元 142 [n]的第二端N2,开关S [n ]的第二端禪接于负输出端0-，且开关S [n ]的控制端用W接 收对应的控制信号VC-。发光单元142 [n]的第二端N2更禪接至第（n+1)个发光模块140 中的整流二极管D[n+1]的阳极（未绘示）。
[0035] 具体而言，第一个发光模块140中的整流二极管D[l]的阳极禪接至正输出端 〇+(未绘示），且第M个发光模块140中的开关S虹]的第二端（未绘示）禪接至负输出端 〇-，借此让M个发光模块皆禪接于正输出端0+与负输出端0-之间。
[0036] 于另一些实施例中，发光单元142[n]可仅包含单一个发光二极管。于一些实施例 中，发光单元142[n]包含多个串接的发光二极管。W图2为例，发光单元142[n]的第一端 Nl禪接至第一个发光二极管的阳极，且发光单元142 [n]的第二端N2禪接至最后一个发光 二极管的阴极。为了方便绘示与说明，本文下列实施例将W具有单一发光二极管的发光单 元142[n]为例进行说明，但本发明并不W此为限，本领域具有通常知识者可视实际应用调 整发光单元142[n]中的发光二极管的数目。
[0037] 另外，于各个实施例中，开关S[nJ与开关S[n ]可为各种形式的晶体管，例如双极 性晶体管与场效晶体管等等。举例而言，于一些实施例中，开关S[nJ可由金属氧化场效晶 体管（MOSFET)所实现，且开关S [nj的第一端可为MOSFET的漏极，开关S [nJ的第二端可 为MOS阳T的源极，且开关S [nj的控制端可为MOS阳T的栅极。
[003引于各个实施例中，发光单元142[n]具有导通电压Vp。例如，导通电压Vp可为发光 二极管的顺向电压（forward voltage)。当施加发光单元142 [n]的第一端Nl与第二端N2 之间的电压大于导通电压V拥，发光单元142 [n]可被点亮。于各个实施例中，控制模块160 将驱动电压Vd与导通电压V P进行比较，W产生相应的控制信号VC+与控制信号VC-。
[0039] 通过上述的设置方式，